(57)【要約】【課題】特許文献１にはプローブ装置側とテスタ側との接続構造について提案されているが、径の異なる複数種のプローブカードには対応できない。現在のプローブ装置は３５０ｍｍまでのプローブカードに対応できるが、最近ではプローブカードが大型化しているため、特許文献１の接続構造のように現在のプローブ装置では複数種のテスタには対応可能であっても大型化したプローブカードや複数種のプローブカードには対応できない。【解決手段】本発明のプローブ装置１０は、複数種のテスタ専用のポゴリング１５及びプローブカード１７に対応可能なインサートリング１４及びベースカードホルダ１３を備え、プローブカード１７専用のカードホルダ２０より大径に形成されたベースカードホルダ１３と、このベースカードホルダ１３にプローブカード１７を装着する際にそのカードホルダ２０とベースカードホルダ１３との接続を中継する変換リング１６とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種のテスタ専用の接続リング及びプローブカードに対応可能なインサートリング及びベースカードホルダを備えたプローブ装置であって、上記各プローブカード専用のカードホルダより大径に形成されたベースカードホルダと、このベースカードホルダに上記各プローブカードを装着する際にそれぞれのカードホルダと上記ベースカードホルダとの接続を中継する変換リングとを備えたことを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】
上記変換リングは、上記カードホルダ周囲に形成された複数の張り出し部を固定するワンタッチ固定機構を複数有することを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
【請求項３】
上記ワンタッチ固定機構は、上記張り出し部を押さえる押さえ部材と、この押さえ部材を回転自在に支持する軸部材と、を有することを特徴とする請求項２に記載のプローブ装置。
【請求項４】
上記ワンタッチ固定機構は、上記押さえ部材を下方に付勢する弾性部材を有することを特徴とする請求項３に記載のプローブ装置。
【請求項５】
上記ワンタッチ固定機構は、上記押さえ部材の固定位置を決める位置決め手段を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のプローブ装置。
【請求項６】
上記各テスタ専用の接続リングを上記インサートリングに装着するためのインナーリングを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のプローブ装置。
【請求項７】
上記インナーリングは、上記各テスタ専用のプローブカードの上下方向の位置決めをする位置決め機構を有することを特徴とする請求項６に記載のプローブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種のテスタに対応可能なプローブ装置に関し、更に詳しくは、複数種のテスタそれぞれに専用の接続リング及びプローブカードを装着可能にしたプローブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程でウエハに形成されたデバイスの電気的特性検査を行なう場合にはプローブ装置が用いられる。このプローブ装置は、例えば図８に示すように、ウエハＷを搬送するローダ室１と、ローダ室１から引き渡されたウエハＷの電気的特性検査を行うプローバ室２とを備えている。プローバ室２は、ローダ室１から搬送されたウエハＷを載置し且つ昇降機構を内蔵した載置台（メインチャック）３と、メインチャック３をＸ及びＹ方向に移動させるＸＹテーブル４と、ＸＹテーブル４を介して移動するメインチャック３の上方に配置されたプローブカード５と、プローブカード５を着脱可能に保持するカード保持機構（以下、「クランプ機構」と称す。）（図示せず）と、プローブカード５の複数のプローブピン５Ａとメインチャック３上のウエハＷの複数の電極パッドを正確に位置合わせするアライメント機構６とを備えている。アライメント機構６は、ウエハＷを撮像する上カメラ６Ａと、メインチャック３に付設され且つプローブピン５Ａを撮像する下カメラ６Ｂとを備えている。
【０００３】
また、図８に示すようにプローバ室２の上面にはヘッドプレート７が装着され、ヘッドプレート７の開口部にはプローブカード５を着脱自在に保持するクランプ機構が装着されている。そして、ヘッドプレート７にはテスタ（図示せず）のテストヘッドＴが旋回可能に配設され、テストヘッドＴとプローブカード５は接続リング（ポゴリング）８を介して電気的に接続されている。そして、テスタから検査用信号をテストヘッドＴ、パフォーマンスボード及びポゴリング８を介してプローブピン５Ａへ送信し、プローブピン５ＡからウエハＷの電極パッドに検査用信号を印加してウエハＷに形成された複数の半導体素子（デバイス）の電気的特性検査を行う。
【０００４】
ところが、デバイスの種類によって検査内容、電極パッドの数や配列パターンが異なるため、デバイスの検査内容に即して複数のテスタを使い分けている。複数のテスタにはそれぞれに専用のテストヘッドＴ、パフォーマンスボードを有している。一方、プローブ装置は特定のテスタに専用のプローブカード５及びポゴリング８を有し、プローブカード５はポゴリング８を介してテスタのパフォーマンスボードと電気的に接続されている。従って、プローブ装置はテスタと一対一の関係で対応している。
【０００５】
従って、プローブ装置は特定のテスタにしか接続できない接続構造になっている。特定のテスタに接続されているプローブ装置を他のテスタに接続する場合には、他のテスタのパフォーマンスボードに対応するポゴリング８及びプローブカード５を準備しなくてはならない。ところが、ポゴリング８はテスタ毎にポゴピン数、ピン配列及び外形が異なるため、ポゴリング８とプローブカード５に合わせてインサートリングやクランプ機構を設計変更するなど、接続構造を大幅に改造しなくてはならない。殊に近年、半導体装置が多様化しているため、デバイスの検査も多様化し、テスタ及びプローブ装置の種類が多くなってきている。
【０００６】
そこで、特許文献１にはポゴリングとインナーリングの間にアダプタリングを介在させ、テスタを変更してもアダプタで対応し、インナーリングを改造することなくそのまま使用することができる、プローブ装置側とテスタ側との接続構造が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３４９１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１にはプローブ装置側とテスタ側との接続構造について提案されているが、径の異なる複数種のプローブカードには対応できない。現在のプローブ装置は３５０ｍｍまでのプローブカードに対応できるが、最近ではプローブカードが大型化しているため、特許文献１の接続構造のように現在のプローブ装置では複数種のテスタには対応可能であっても大型化したプローブカードや複数種のプローブカードには対応できないという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、大型プローブカードに対応することができると共に複数種のテスタに専用のプローブカードに対応可能なプローブ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載のプローブ装置は、複数種のテスタ専用の接続リング及びプローブカードに対応可能なインサートリング及びベースカードホルダを備えたプローブ装置であって、上記各プローブカード専用のカードホルダより大径に形成されたベースカードホルダと、このベースカードホルダに上記各プローブカードを装着する際にそれぞれのカードホルダと上記ベースカードホルダとの接続を中継する変換リングとを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載のプローブ装置は、請求項１に記載の発明において、上記変換リングは、上記カードホルダ周囲に形成された複数の張り出し部を固定するワンタッチ固定機構を複数有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載のプローブ装置は、請求項２に記載の発明において、上記ワンタッチ固定機構は、上記張り出し部を押さえる押さえ部材と、この押さえ部材を回転自在に支持する軸部材と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載のプローブ装置は、請求項３に記載の発明において、上記ワンタッチ固定機構は、上記押さえ部材を下方に付勢する弾性部材を有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載のプローブ装置は、請求項３または請求項４に記載の発明において、上記ワンタッチ固定機構は、上記押さえ部材の固定位置を決める位置決め手段を有することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載のプローブ装置は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、上記各テスタ専用の接続リングを上記インサートリングに装着するためのインナーリングを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項７に記載のプローブ装置は、請求項６に記載の発明において、上記インナーリングは、上記各テスタ専用のプローブカードの上下方向の位置決めをする位置決め機構を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１〜請求項７に記載の発明によれば、大型プローブカードに対応することができると共に複数種のテスタに専用のプローブカードに対応可能なプローブ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１〜図７に示す各実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明のプローブ装置の一実施形態の要部を分解して示す断面図、図２は図１に示す各部品をプローブ装置に装着する状態を示す断面図、図３は図１に示すプローブ装置に用いられるベースカードホルダ、変換リング及びカードホルダを示す分解斜視図、図４の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図３に示す変換リングでカードホルダを固定する状態を示す断面図で、（ａ）はカードホルダを固定する直前の状態の断面図、（ｂ）はカードホルダを固定した状態を示す断面図、図５は本発明のプローブ装置の他の実施形態の要部を示す図３に相当する斜視図、図６の（ａ）は図５に示す変換リングに対応するインナーリングを示す分解斜視図、（ｂ）は変換リングの要部を示す分解斜視図、図７は図５に示すカードホルダをベースカードホルダに固定する状態を示す断面図で、（ａ）は固定する直前の状態を示す図、（ｂ）は固定した状態を示す図である。
【００１９】
本実施形態のプローブ装置は、複数種のテスタやそれぞれのテスタに専用のプローブカードに対応可能に構成されている。即ち、本実施形態のプローブ装置１０は、例えば図１に示すように、ヘッドプレート１１の中央開口部に装着されたクランプ機構１２と、このクランプ機構１２に着脱自在に装着するベースカードホルダ１３と、ヘッドプレート１１の開口部に装着されたインサートリング１４とを備えている。クランプ機構１２及びベースカードホルダ１３は、大型のプローブカードに対応可能な大きさに形成され、しかも複数種のテスタそれぞれに専用で且つ外径を異にするプローブカードを装着できるように構成されている。また、インサートリング１４は、複数種のテスタ（図示せず）それぞれに専用の接続リング（ポゴリング）１５を装着できるように構成されている。
【００２０】
即ち、ベースカードホルダ１３は、図１に示すように幅広のリングプレートとして形成され、且つ、リングプレートの内周面の下部が縮径して形成され且つ後述の変換リングをフランジ部で支承する受け部１３Ａと、リングプレート上面の外周縁部から全周に渡って上方に延びる壁部１３Ｂと、壁部１３Ｂの上部に互いに周方向に所定間隔を隔てて放射状に形成された複数の張り出し部１３Ｃとを有し、複数の張り出し部１３Ｃを介してクランプ機構１２によって把持されてプローブ装置１０に固定されるように構成されている。大型のプローブカードの場合にはプローブカードをベースカードホルダ１３の受け部１３Ａに対して直接装着し、現状のプローブカードの場合にはカードホルダ付きのプローブカードをベースカードホルダ１３の受け部１３Ａに対して変換リング１６を介して装着するようにしてある。従って、変換リング１６は、図１に示すようにベースカードホルダ１３に直接装着できない現状のプローブカード１７を装着する際にプローブカード１７の外径を変換する機能を有している。プローブカード１７及びそのカードホルダ（図示せず）はメーカーによって異なるため、各メーカーのプローブカード１７に応じてそれぞれに専用の変換リング１６を用意する。
【００２１】
而して、変換リング１６は、図１に示すようにリングプレートとして形成され、リングプレートの内周面の下部が縮径して形成され且つプローブカード１７をカードホルダ（図示せず）を介して支承する受け部１６Ａと、リングプレートの外周面の上部が拡径して形成されたフランジ部１６Ｂとを有し、フランジ部１６Ｂがベースカードホルダ１３の受け部１３Ａと係合し、ベースカードホルダ１３と一体化するように構成されている。
【００２２】
従って、プローブカード１７をベースカードホルダ１３に装着する時には、図１に矢印で示すようにカードホルダ（図示せず）付きのプローブカード１７を変換リング１６に装着し、変換リング１６をベースカードホルダ１３に装着することによってこれら三者１７、１６、１３を図２に示すように一体化する。そして、プローブカード１７とベースカードホルダ１３とが一体化した後、一体化物を図示しない搬送機構を介してクランプ機構１２の真下まで搬送し、図２に矢印で示すように持ち上げてベースカードホルダ１３をクランプ機構１２で把持することによってプローブカード１７をプローブ装置１０に固定する。
【００２３】
一方、インサートリング１４は、図１に示すようにリング状を呈し、内周面の下部が縮径して形成された受け部１４Ａと、外周面の上部が拡径して形成されたフランジ部１４Ｂとを有し、フランジ部１４Ｂを介してヘッドプレート１１へネジ等の締結部材によって固定される。インサートリング１４の受け部１４Ａには必要に応じてインナーリング１８を装着するようにしてある。インナーリング１８は、複数種のテスタに専用のポゴリング１５に即して準備する。
【００２４】
インナーリング１８は、図１に示すようにリング状を呈し、内周面が縮径して形成された受け部１８Ａと、外周面の上部が拡径して形成されたフランジ部１８Ｂとを有し、フランジ部１８Ｂがインサートリング１４の受け部１４Ａと係合するように構成されている。従って、各専用のポゴリング１５をインサートリング１４に装着する時には、同図に矢印で示すようにインナーリング１８をインサートリング１４に装着した後、インナーリング１８に対して専用のポゴリング１５を装着する。
【００２５】
更に、図３、図４をも参照しながらベースカードホルダ、変換リング及びプローブカード（図１参照）について具体的に説明する。ベースカードホルダ１３は、上述のように受け部１３Ａ、壁部１３Ｂ及び複数の張り出し部１３Ｃを有し、変換リング１６は上述のように受け部１６Ａ及びフランジ部１６Ｂを有している。ベースカードホルダ１３の受け部１３Ａの上面には図３に示すように２個の位置決め突起１３Ｄ、１３Ｄが互いに周方向１８０°隔てて立設され、これらの位置決め突起１３Ｄ、１３Ｄが変換リング１６のフランジ部１６Ｂに形成された位置決め孔１６Ｃ、１６Ｃに嵌入して変換リング１６をベースカードホルダ１３上で位置決めする。ベースカードホルダ１３と変換リング１６とは、フランジ部１６Ｂ及び受け部１３Ａを複数のネジ部材１９によって締結することで固定される。
【００２６】
プローブカード１７は、図３に示すようにカードホルダ２０を介して変換リング１６に装着される。但し、図３ではカードホルダ２０のみを示しプローブカード１７を省略してある。このカードホルダ２０は、図３に示すようにリング状を呈し、内周面の下部が縮径して形成された受け部２０Ａと、外周面の上部から略放射状に延設された複数の張り出し部２０Ｂとを有し、変換リング１６と嵌合すると共に複数の張り出し部２０Ｂが変換リング１６の受け部１６Ａで支承されるようになっている。
【００２７】
また、変換リング１６は、例えば図３に示すように、２個のワンタッチ固定機構２１を有し、ワンタッチ固定機構２１を介してカードホルダ２０を変換リング１６上に固定するようにしてある。これらのワンタッチ固定機構２１は、変換リング１６のフランジ部１６Ｂ上に周方向１８０°隔てて配置されている。
【００２８】
ここでワンタッチ固定機構２１について詳述する。ワンタッチ固定機構２１は、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、カードホルダ２０の張り出し部２０Ｂを押さえる例えば略長方形の押さえ部材２１Ａと、押さえ部材２１Ａの中心に形成された孔を貫通し且つ変換リング１６の内周縁部に立設された軸部材２１Ｂと、軸部材２１Ｂ上端のフランジ部と押さえ部材２１Ａとの間に弾装されたコイルスプリング２１Ｃとを有し、コイルスプリング２１Ｃによって押さえ部材２１Ａを常時下方に付勢している。コイルスプリング２１Ｃの下端は、押さえ部材２１Ａの孔を囲むリング状の凹陥部に填め込まれている。押さえ部材２１Ａ両端部の下面には位置決め用の一対の突起部２１Ｄ、２１Ｄが取り付けられ、また、変換リング１６及びカードホルダ２０の張り出し部２０Ｂの上面には突起部２１Ｄ、２１Ｄが嵌入する位置決め用の一対の第１凹部２１Ｅ、２１Ｆがそれぞれ形成されている。変換リング１６上面には押さえ部材２１Ａの突起部２１Ｄ、２１Ｄが嵌入する一対の第２凹部（図示せず）が軸部材２１Ｂを中心にして周方向に沿って形成されている。第１凹部２１Ｅ、２１Ｆと第２凹部はそれぞれの結線が互いに直交する位置関係にある。
【００２９】
変換リング１６を使用しない時には、ワンタッチ固定機構２１の押さえ部材２１Ａは、図３に示すように突起部２１Ｄ、２１Ｄがフランジ部１６Ｂ上面の第２凹部内に嵌入している。変換リング１６を使用する時には、ワンタッチ固定機構２１の押さえ部材２１Ａがコイルスプリング２１Ｃの弾力に抗して軸部材２１Ｂに従って持ち上げられて９０℃回転され、図４の（ａ）に示すように変換リング１６とカードホルダ２０の境界を横切る状態にする。この状態で押さえ部材２１Ａが解放されると、押さえ部材２１Ａがコイルスプリング２１Ｃの付勢力で同図の（ｂ）に示すように突起部２１Ｄ、２１Ｄが第１凹部２１Ｅ、２１Ｆに嵌入してカードホルダ２０を変換リング１６に押圧、固定する。尚、インナーリング１８の下面には図４の（ｂ）に示すように軸部材２１Ｂの上端部が嵌入する凹部１８Ａが形成されている。
【００３０】
本実施形態におけるプローブカード１７をプローブ装置１０に装着する時には、まず、プローブカード１７を図３に示すカードホルダ２０を介して変換リング１６に装着する。この際、カードホルダ２０の張り出し部２０Ｂを変換リング１６のワンタッチ固定機構２１と対峙させて位置合わせを行う。次いで、ワンタッチ固定機構２１の押さえ部材２１Ａを持ち上げて９０°回転させ、突起部２１Ｄ、２１Ｄをフランジ部１６Ｂ及び張り出し部２０Ｂの第１凹部２１Ｅ、２１Ｆに合わせて放すと、押さえ部材２０Ａによってプローブカード１７を変換リング１６上に固定する。
【００３１】
次いで、図３に示すように変換リング１６の位置決め孔１６Ｃ、１６Ｃとベースカードホルダ１３の位置決め突起１３Ｄ、１３Ｄに位置合わせし、変換リング１６をベースカードホルダ１３に装着し、ネジ止めして両者１３、１６を締結することによってプローブカードのベースベースカードホルダ１３への取り付けを終える。次いで、図２に示すようにカードホルダ搬送機構（図示せず）を介してプローブカードをクランプ機構１２の真下まで搬送し、同図に矢印で示すように持ち上げてベースカードホルダ１３の張り出し部１３Ｃをクランプ機構１２に填め込むと、クランプ機構１２が駆動して上下方向の位置決めをしながら張り出し部１３Ｃを把持して固定し、プローブカードのプローブ装置１０への装着を終了する。この間、インナーリング１８をインサートリング１４へ装着する。
【００３２】
以上説明したように本実施形態によれば、プローブカード１７に専用のカードホルダ２０より大径に形成されたベースカードホルダ１３と、このベースカードホルダ１３にプローブカード１７を装着する際にカードホルダ２０とベースカードホルダ１３との接続を中継する変換リング１６とを備えているため、プローブカード１７の種類が異なっていてもそれぞれのカードホルダ２０に応じた変換リング１６を介してプローブカード１７をベースカードホルダ１３に確実に装着することができ、延いては複数種のテスタに専用のプローブカード１７を装着して検査に供することができる。また、ベースカードホルダ１３の大きさの範囲内で種々の大きさのプローブカードに対応することができる。更に、大型のプローブカードの場合にはベースカードホルダ１３をそのまま大型のプローブカードのカードホルダとして使用することで大型プローブカードに対応することができる。
【００３３】
また、変換リング１６にワンタッチ固定機構２１を設けたため、押さえ部材２１Ａを操作するだけでプローブカード１７を変換リング１６上にワンタッチで着脱できるため、プローブカード１７のベースカードホルダ１３へ短時間で着脱することができる。
【００３４】
また、図５〜図７はそれぞれ本発明の他の実施形態のプローブ装置の要部を示す図である。本実施形態のプローブ装置１０は、上記実施形態とは異なるタイプのプローブカードを装着するための変換リング及びインナーリングを備えている点以外は上記実施形態のプローブ装置を同様に構成されている。従って、上記実施形態とは異なる変換リング及びインナーリングが用いられる。
【００３５】
本実施形態に用いられるプローブカード（図示せず）は、図５に示すカードホルダ１２０を介してプローブ装置１０に装着される。このカードホルダ１２０は、同図に示すようにリング状を呈し、プローブカードの外周縁部を受ける受け部１２０Ａと、受け部１２０Ａの外周縁部から上方に延びる壁部１２０Ｂと、壁部１２０Ｂの上部に周方向に所定間隔を隔てて放射状に形成された複数（本実施形態では３個）の張り出し部１２０Ｃと、壁部１２０Ｂの下端面に設けられ且つ変換リング１１６との位置決めに使う２個の突起部１２０Ｄとを有し、検査時にはポゴピン（図示せず）側に吸引固定される。２個の突起部１２０Ｄは、周方向に１８０°隔てて設けられている。
【００３６】
変換リング１１６は、図５に示すようにリングプレートとして形成され、内径がカードホルダ１２０の壁部１２０Ｂが填まり込み、張り出し部１２０Ｃと係合する大きさに形成されている。変換リング１１６の外周面上部にはフランジ部１１６Ｂが形成され、フランジ部１１６Ｂがベースカードホルダ１３の受け部１３Ａと係合する。また、変換リング１１６のフランジ部１１６Ｂ外周縁部にはカードホルダ１２０の突起部１２０Ｄに対応する位置決め用の凹部１１６Ｄが２箇所に形成され、これらの凹部１１６Ｄに突起部１２０Ｄを嵌入させてこれら両者１１６、１２０の位置決めを行う。更に、変換リング１１６上面の内周縁部にはカードホルダ１２０の張り出し部１２０Ｃに対応させて３個のワンタッチ固定機構１２１が配設されている。
【００３７】
次に、図６及び図７を参照しながらワンタッチ固定機構１２１について詳述する。ワンタッチ固定機構１２１は、図６、図７に示すように、カードホルダ１２０の張り出し部１２０Ｃを押さえる押さえ部材１２１Ａと、押さえ部材１２１Ａの一端部に形成されたカラーを貫通し且つ変換リング１１６内周縁部に立設された軸部材１２１Ｂとを有している。また、押さえ部材１２１Ａのカラー内周面中程に周方向全周に渡って突起が形成され、この突起と変換リング１１６の上面との間にコイルスプリング１２１Ｃが弾装され、押さえ部材１２１Ａを常時上方に付勢し、押さえ部材１２１Ａを軸部材１２１Ｂのフランジ部に弾接させている。また、カラー外周面には上下方向の溝（図示せず）が周方向に１８０°隔てて２箇所に形成され、これらの溝を介して後述のように押さえ部材１２１Ａの向きを決めるようにしてある。
【００３８】
また、図６の（ｂ）に示すように変換リング１１６の内周縁部には各軸部材１２１Ｂに隣接させて第１位置決め機構１２２が設けられている。第１位置決め機構１２２は、同図及び図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、変換リング１１６の内周縁部に固定された矩形状のブロック体１２２Ａと、ブロック体１２２Ａ内に変換リング１１６の径方向に向けて埋設されたボールプランジャ１２２Ｂとを有し、ボールプランジャ１２２Ｂの先端が押さえ部材１２１Ａのカラー外周面の溝に嵌入して押さえ部材１２１Ａの向きを決める。従って、押さえ部材１２１Ａは溝に沿って僅かに上下動するようになっている。
【００３９】
一方、インナーリング１１８には図６の（ａ）及び図７の（ａ）、（ｂ）に示すように変換リング１１６のワンタッチ固定機構１２１に対応させて第２位置決め機構１２３が３箇所に設けられている。第２位置決め機構１２３は、プローブカードの上下方向（Ｚ方向）の位置決めをする機能を有する。第２位置決め機構１２３は、例えば図６の（ａ）に示すように、円弧状に形成され且つインナーリング１１８の上下両面にそれぞれ取り付けられる一対のフラットバー１２３Ａ、１２３Ｂと、上下のフラットバー１２３Ａ、１２３Ｂ間に後述のように弾装された複数個（本実施形態では７個）のコイルスプリング１２３Ｃと、下方のフラットバー１２３Ｂを両端でインナーリング１１８に上下動自在に連結する一対の頭部を有するガイドピン１２３Ｄ、１２３Ｄとを有している。上方のフラットバー１２３Ａは、下方のフラットバー１２３Ｂより短く形成され、複数箇所でインナーリング１１８の浅い凹陥部１１８Ａにおいてネジ止めされている。プローブカードはポゴリング側に吸引されるため、プローブカードの吸引力に応じてコイルスプリング１２３Ｃの個数を適宜設定するようにしてある。
【００４０】
また、図６の（ａ）及び図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、インナーリング１１８の凹陥部１１８Ａには周方向に等間隔を隔てて７個の第１貫通孔１１８Ｂが形成され、これらの貫通孔１１８Ｂをコイルスプリング１２３Ｃが貫通し、上下のフラットバー１２３Ａ、１２３Ｂ間に弾装されている。また、インナーリング１１８の凹陥部１１８Ａ両端の周方向外側にはそれぞれ第２貫通孔１１８Ｃ、１１８Ｃが形成され、これらの貫通孔１１８Ｃ、１１８Ｃにガイドピン１２３Ｄ、１２３Ｄがそれぞれ貫通し、ガイドピン１２３Ｄ、１２３Ｄの上端がワッシャー１２３Ｅ、１２３Ｅを介してインナーリング１１８の第２貫通孔１１８Ｃ、１１８Ｃとそれぞれ螺合している。そして、各ガイドピン１２３Ｄ、１２３Ｄの頭部とインナーリング１１８の下面とに間に隙間を形成し、この隙間の範囲で下方のフラットバー１２３Ｂがコイルスプリング１２３Ｃの弾力に抗して上下動するようになっている。尚、下方のフラットバー１２３Ｂにはコイルスプリング１２３Ｃの位置ズレを防止するための凹陥部が７箇所に形成されている。
【００４１】
本実施形態におけるプローブカードをプローブ装置１０に装着する時には、まず、プローブカード（図示せず）を図５に示すカードホルダ１２０を介して変換リング１１６に装着する。この際、カードホルダ１２０の突起部１２０Ｄ、１２０Ｄを変換リング１１６の凹部１１６Ｄ、１１６Ｄに合わせてカードホルダ１２０を変換リング１１６に装着すると、カードホルダ１２０の張り出し部１２０Ｃが変換リング１１６のワンタッチ固定機構１２１に対峙する。次いで、ワンタッチ固定機構１２１の押さえ部材１２１Ａを持ち上げて回転させると第１位置決め機構１２２のボールプランジャ１２２Ｂの先端が押さえ部材１２１Ａのカラーの溝から外れ、押さえ部材１２１Ａを１８０°回転させた時点で図７の（ａ）に示すようにボールプランジャ１２２Ｂの先端がカラーの溝に嵌入して押さえ部材１２１Ａを変換リング１１６の径方向に向けて位置決めし、カードホルダ１２０を変換リング１１６上に固定する。この段階では押さえ部材１２１Ａは、コイルスプリング１２１Ｃの付勢力で図７の（ａ）に示すようにカードホルダ１２０の張り出し部１２０Ｃから僅かに浮いた状態になっている。
【００４２】
次いで、図５に示すように変換リング１１６の位置決め孔１１６Ｃ、１１６Ｃとベースカードホルダ１３の位置決め突起１３Ｄ、１３Ｄとを位置合わせし、変換リング１１６をベースカードホルダ１３に装着し、ネジ止めして両者１３、１１６を締結することによってプローブカードのベースカードホルダ１３への取り付けを終える。次いで、カードホルダ搬送機構（図示せず）を介してプローブカードをクランプ機構１２の真下まで搬送し、図７の（ａ）に矢印で示すように持ち上げてベースカードホルダ１３の張り出し部１３Ｃをクランプ機構１２に填め込むと、クランプ機構１２が駆動して上下方向の位置決めをしながら張り出し部１３Ｃを把持して固定する。
【００４３】
この時、図７の（ｂ）に示すようにワンタッチ固定機構１２１Ａの押さえ部材１２１Ａが第２位置決め機構１２３の下方のフラットバー１２３Ｂに弾接すると、押さえ部材１２１Ａはカードホルダ１２０の張り出し部１２０Ｃを押圧して変換リング１１６上に固定した後、ベースカードホルダ１３の上昇によってコイルスプリング１２３Ｃの弾力に抗してフラットバー１２３Ｂを持ち上げてプローブカードを所定のＺ位置に位置決めし、プローブカードのプローブ装置１０への装着を終了する。この間、インナーリング１１８をインサートリング１４へ装着する。プローブカードは装着時とは逆工程で取り外すことができる。
【００４４】
以上説明したように本実施形態によれば、テスタ及びプローブカードの種類が変わっても、テスタ及びプローブカードに応じてインサートリング１８及び変換リング１６を変更することによって上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４５】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、テスタの種類に応じて複数のインナーリング及び変換リングを準備することで、プローブ装置を各種のテスタに対応させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、プローブ装置に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のプローブ装置の一実施形態の要部を分解して示す断面図である。
【図２】図１に示す各部品をプローブ装置に装着する状態を示す断面図である。
【図３】図１に示すプローブ装置に用いられるベースカードホルダ、変換リング及びカードホルダを示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図３に示す変換リングでカードホルダを固定する状態を示す断面図で、（ａ）はカードホルダを固定する直前の状態の断面図、（ｂ）はカードホルダを固定した状態を示す断面図である。
【図５】本発明のプローブ装置の他の実施形態の要部を示す図３に相当する斜視図である。
【図６】（（ａ）は図５に示す変換リングに対応するインナーリングを示す分解斜視図、（ｂ）は変換リングの要部を示す分解斜視図である。
【図７】図５に示すカードホルダをベースカードホルダに固定する状態を示す断面図で、（ａ）は固定する直前の状態を示す図、（ｂ）は固定した状態を示す図である。
【図８】従来のプローブ装置の一部を破断して示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０    プローブ装置
１３    ベースカードホルダ
１４    インサートリング
１５    ポゴリング（接続リング）
１６、１１６    変換リング
１７    プローブカード
１８、１１８    インナーリング
２０、１２０    カードホルダ
２０Ｂ、１２０Ｃ  張り出し部
２１、１２１    ワンタッチ固定機構
２１Ａ、１２１Ａ  押さえ部材
２１Ｂ、１２１Ｂ  軸部材
２１Ｃ、１２１Ｃ  コイルスプリング
２１Ｄ  突起部（位置決め手段）
２１Ｅ、２１Ｆ  第１凹部（位置決め手段）
１２３    第２位置決め機構（位置決め機構）
【図１】
2005265658.tif 000003
【図２】
2005265658.tif 000004
【図３】
2005265658.tif 000005
【図４】
2005265658.tif 000006
【図５】
2005265658.tif 000007
【図６】
2005265658.tif 000008
【図７】
2005265658.tif 000009
【図８】
2005265658.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月19日(2005.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ところが、デバイスの種類によって検査内容、電極パッドの数や配列パターンが異なるため、デバイスの種類に即して複数のテスタを使い分けている。複数のテスタにはそれぞれに専用のテストヘッドＴ、パフォーマンスボードを有している。一方、プローブ装置は特定のテスタに専用のプローブカード５及びポゴリング８を有し、プローブカード５はポゴリング８を介してテスタのパフォーマンスボードと電気的に接続されている。従って、プローブ装置はテスタと一対一の関係で対応している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
即ち、ベースカードホルダ１３は、図１に示すように幅広のリングプレートとして形成され、且つ、リングプレートの内周面の下部が縮径して形成され且つ後述の変換リングをフランジ部で支承する受け部１３Ａと、リングプレート上面の外周縁部から全周に渡って上方に延びる壁部１３Ｂと、壁部１３Ｂの上部に互いに周方向に所定間隔を隔てて放射状に形成された複数の張り出し部１３Ｃとを有し、複数の張り出し部１３Ｃを介してクランプ機構１２によって把持されてプローブ装置１０に固定されるように構成されている。大型のプローブカードの場合にはプローブカードをベースカードホルダ１３の受け部１３Ａに対して直接装着し、現状のプローブカードの場合にはカードホルダ付きのプローブカードをベースカードホルダ１３の受け部１３Ａに対して変換リング１６を介して装着するようにしてある。従って、変換リング１６は、図１に示すようにベースカードホルダ１３に直接装着できない現状のプローブカード１７を装着する際にプローブカード１７の外径を変換する機能を有している。プローブカード１７及びそのカードホルダ（図示せず）はウエハＷに形成されたデバイスによって異なるため、複数のテスタに専用のプローブカード１７に応じてそれぞれに専用の変換リング１６を用意する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
而して、変換リング１６は、図１に示すようにリング状プレートとして形成され、リング状プレートの内周面の下部が縮径して形成され且つプローブカード１７をカードホルダ（図示せず）を介して支承する受け部１６Ａと、リング状プレートの外周面の上部が拡径して形成されたフランジ部１６Ｂとを有し、フランジ部１６Ｂがベースカードホルダ１３の受け部１３Ａと係合し、ベースカードホルダ１３と一体化するように構成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
更に、図３、図４をも参照しながらベースカードホルダ、変換リング及びプローブカード（図１参照）について具体的に説明する。ベースカードホルダ１３は、上述のように受け部１３Ａ、壁部１３Ｂ及び複数の張り出し部１３Ｃを有し、変換リング１６は上述のように受け部１６Ａ及びフランジ部１６Ｂを有している。ベースカードホルダ１３の受け部１３Ａの上面には図３に示すように２個の位置決め突起１３Ｄが互いに周方向１８０°隔てて立設され、これらの位置決め突起１３Ｄが変換リング１６のフランジ部１６Ｂに形成された位置決め孔１６Ｃに嵌入して変換リング１６をベースカードホルダ１３上で位置決めする。ベースカードホルダ１３と変換リング１６とは、フランジ部１６Ｂ及び受け部１３Ａを複数のネジ部材１９によって締結することで固定される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
ここでワンタッチ固定機構２１について詳述する。ワンタッチ固定機構２１は、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、カードホルダ２０の張り出し部２０Ｂを押さえる、例えば略長方形の押さえ部材２１Ａと、押さえ部材２１Ａの中心に形成された孔を貫通し且つ変換リング１６の内周縁部に立設された軸部材２１Ｂと、軸部材２１Ｂ上端のフランジ部と押さえ部材２１Ａとの間に弾装されたコイルスプリング２１Ｃとを有し、コイルスプリング２１Ｃによって押さえ部材２１Ａを常時下方に付勢している。コイルスプリング２１Ｃの下端は、押さえ部材２１Ａの孔を囲むリング状の凹陥部に填め込まれている。押さえ部材２１Ａ両端部の下面には位置決め用の一対の突起部２１Ｄが取り付けられ、また、変換リング１６及びカードホルダ２０の張り出し部２０Ｂの上面には突起部２１Ｄが嵌入する位置決め用の一対の第１凹部２１Ｅ、２１Ｆがそれぞれ形成されている。変換リング１６上面には押さえ部材２１Ａの突起部２１Ｄが嵌入する一対の第２凹部（図示せず）が軸部材２１Ｂを中心にして周方向に沿って形成されている。第１凹部２１Ｅ、２１Ｆと第２凹部はそれぞれの結線が互いに直交する位置関係にある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
変換リング１６を使用しない時には、ワンタッチ固定機構２１の押さえ部材２１Ａは、図３に示すように突起部２１Ｄがフランジ部１６Ｂ上面の第２凹部内に嵌入している。変換リング１６を使用する時には、ワンタッチ固定機構２１の押さえ部材２１Ａがコイルスプリング２１Ｃの弾力に抗して軸部材２１Ｂに従って持ち上げられて９０℃回転され、図４の（ａ）に示すように変換リング１６とカードホルダ２０の境界を横切る状態にする。この状態で押さえ部材２１Ａが解放されると、押さえ部材２１Ａがコイルスプリング２１Ｃの付勢力で同図の（ｂ）に示すように突起部２１Ｄが第１凹部２１Ｅ、２１Ｆに嵌入してカードホルダ２０を変換リング１６に押圧、固定する。尚、インナーリング１８の下面には図４の（ｂ）に示すように軸部材２１Ｂの上端部が嵌入する凹部１８Ａが形成されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本実施形態におけるプローブカード１７をプローブ装置１０に装着する時には、まず、プローブカード１７を図３に示すカードホルダ２０を介して変換リング１６に装着する。この際、カードホルダ２０の張り出し部２０Ｂを変換リング１６のワンタッチ固定機構２１と対峙させて位置合わせを行う。次いで、ワンタッチ固定機構２１の押さえ部材２１Ａを持ち上げて９０°回転させ、突起部２１Ｄをフランジ部１６Ｂ及び張り出し部２０Ｂの第１凹部２１Ｅ、２１Ｆに合わせて放すと、押さえ部材２０Ａによってプローブカード１７を変換リング１６上に固定する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
次いで、図３に示すように変換リング１６の位置決め孔１６Ｃとベースカードホルダ１３の位置決め突起１３Ｄに位置合わせし、変換リング１６をベースカードホルダ１３に装着し、ネジ止めして両者１３、１６を締結することによってプローブカードのベースベースカードホルダ１３への取り付けを終える。次いで、図２に示すようにカードホルダ搬送機構（図示せず）を介してプローブカードをクランプ機構１２の真下まで搬送し、同図に矢印で示すように持ち上げてベースカードホルダ１３の張り出し部１３Ｃをクランプ機構１２に填め込むと、クランプ機構１２が駆動して上下方向の位置決めをしながら張り出し部１３Ｃを把持して固定し、プローブカードのプローブ装置１０への装着を終了する。この間、インナーリング１８をインサートリング１４へ装着する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、図５〜図７はそれぞれ本発明の他の実施形態のプローブ装置の要部を示す図である。本実施形態のプローブ装置１０は、上記実施形態とは異なるタイプのプローブカードを装着するためのカードホルダ、変換リング及びインナーリングを備えている点以外は上記実施形態のプローブ装置を同様に構成されている。従って、上記実施形態とは異なるカードホルダ、変換リング及びインナーリングが用いられる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本実施形態に用いられるプローブカード（図示せず）は、図５及び図７の（ａ）、（ｂ）に示すカードホルダ１２０を介してプローブ装置１０に装着される。このカードホルダ１２０は、図５に示すようにリング状を呈し、図７の（ａ）、（ｂ）からも明らかなように、プローブカードの外周縁部を裏面で受ける受け部１２０Ａと、受け部１２０Ａの外周縁部から上方に延びる壁部１２０Ｂと、壁部１２０Ｂの上部に周方向に所定間隔を隔てて放射状に形成された複数（本実施形態では３個）の張り出し部１２０Ｃと、壁部１２０Ｂの下端面に設けられ且つ変換リング１１６との位置決めに使う２個の突起部１２０Ｄとを有し、検査時にはポゴピン（図示せず）側に吸引固定される。２個の突起部１２０Ｄは、周方向に１８０°隔てて設けられている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
変換リング１１６は、図５に示すようにリングプレートとして形成され、内径がカードホルダ１２０の壁部１２０Ｂが填まり込み、張り出し部１２０Ｃと係合する大きさに形成されている。変換リング１１６の外周面上部にはフランジ部１１６Ｂが形成され、フランジ部１１６Ｂがベースカードホルダ１３の受け部１３Ａと係合する。また、変換リング１１６の内周縁部にはカードホルダ１２０の突起部１２０Ｄに対応する位置決め用の凹部１１６Ｄが２箇所に形成され、これらの凹部１１６Ｄに突起部１２０Ｄを嵌入させてこれら両者１１６、１２０の位置決めを行う。更に、変換リング１１６上面の内周縁部にはカードホルダ１２０の張り出し部１２０Ｃに対応させて３個のワンタッチ固定機構１２１が配設されている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
一方、インナーリング１１８には図６の（ａ）及び図７の（ａ）、（ｂ）に示すように変換リング１１６のワンタッチ固定機構１２１に対応させて第２位置決め機構１２３が３箇所に設けられている。第２位置決め機構１２３は、プローブカードの上下方向（Ｚ方向）の位置決めをする機能を有する。第２位置決め機構１２３は、例えば図６の（ａ）に示すように、円弧状に形成され且つインナーリング１１８の上下両面にそれぞれ取り付けられる一対のフラットバー１２３Ａ、１２３Ｂと、上下のフラットバー１２３Ａ、１２３Ｂ間に後述のように弾装された複数個（本実施形態では７個）のコイルスプリング１２３Ｃと、下方のフラットバー１２３Ｂを両端でインナーリング１１８に上下動自在に連結する一対の頭部を有するガイドピン１２３Ｄとを有している。上方のフラットバー１２３Ａは、下方のフラットバー１２３Ｂより短く形成され、複数箇所でインナーリング１１８の浅い凹陥部１１８Ａにおいてネジ止めされている。プローブカードはポゴリング側に吸引されるため、プローブカードの吸引力に応じてコイルスプリング１２３Ｃの個数を適宜設定するようにしてある。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、図６の（ａ）及び図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、インナーリング１１８の凹陥部１１８Ａには周方向に等間隔を隔てて７個の第１貫通孔１１８Ｂが形成され、これらの貫通孔１１８Ｂをコイルスプリング１２３Ｃが貫通し、上下のフラットバー１２３Ａ、１２３Ｂ間に弾装されている。また、インナーリング１１８の凹陥部１１８Ａ両端の周方向外側にはそれぞれ第２貫通孔１１８Ｃが形成され、これらの貫通孔１１８Ｃにガイドピン１２３Ｄがそれぞれ貫通し、ガイドピン１２３Ｄの上端がワッシャー１２３Ｅを介してインナーリング１１８の第２貫通孔１１８Ｃとそれぞれ螺合している。そして、各ガイドピン１２３Ｄの頭部とインナーリング１１８の下面とに間に隙間を形成し、この隙間の範囲で下方のフラットバー１２３Ｂがコイルスプリング１２３Ｃの弾力に抗して上下動するようになっている。尚、下方のフラットバー１２３Ｂにはコイルスプリング１２３Ｃの位置ズレを防止するための凹陥部が７箇所に形成されている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
本実施形態におけるプローブカードをプローブ装置１０に装着する時には、まず、プローブカード（図示せず）を図５に示すカードホルダ１２０を介して変換リング１１６に装着する。この際、カードホルダ１２０の突起部１２０Ｄを変換リング１１６の凹部１１６Ｄに合わせてカードホルダ１２０を変換リング１１６に装着すると、カードホルダ１２０の張り出し部１２０Ｃが変換リング１１６のワンタッチ固定機構１２１に対峙する。次いで、ワンタッチ固定機構１２１の押さえ部材１２１Ａを持ち上げて回転させると第１位置決め機構１２２のボールプランジャ１２２Ｂの先端が押さえ部材１２１Ａのカラーの溝から外れ、押さえ部材１２１Ａを１８０°回転させた時点で図７の（ａ）に示すようにボールプランジャ１２２Ｂの先端がカラーの溝に嵌入して押さえ部材１２１Ａを変換リング１１６の径方向に向けて位置決めし、カードホルダ１２０を変換リング１１６上に固定する。この段階では押さえ部材１２１Ａは、コイルスプリング１２１Ｃの付勢力で図７の（ａ）に示すようにカードホルダ１２０の張り出し部１２０Ｃから僅かに浮いた状態になっている。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
次いで、図５に示すように変換リング１１６の位置決め孔１１６Ｃとベースカードホルダ１３の位置決め突起１３Ｄとを位置合わせし、変換リング１１６をベースカードホルダ１３に装着し、ネジ止めして両者１３、１１６を締結することによってプローブカードのベースカードホルダ１３への取り付けを終える。次いで、カードホルダ搬送機構（図示せず）を介してプローブカードをクランプ機構１２の真下まで搬送し、図７の（ａ）に矢印で示すように持ち上げてベースカードホルダ１３の張り出し部１３Ｃをクランプ機構１２に填め込むと、クランプ機構１２が駆動して上下方向の位置決めをしながら張り出し部１３Ｃを把持して固定する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
以上説明したように本実施形態によれば、テスタ及びプローブカードの種類が変わっても、テスタ及びプローブカードに応じてインナーリング１８及び変換リング１６を変更することによって上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2005265658.tif 000011
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2005265658.tif 000012
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2005265658.tif 000013